[發明專利]平面固體氧化物燃料單體電池和電池堆

有效

• 申請號: 201780062297.6
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN109845009B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 內森·帕倫博;喬舒亞·E·珀斯基
• 申請（專利權）人: 新興電力公司
• 主分類號: H01M8/0271
• 分類號: H01M8/0271;H01M8/028;H01M8/0258;H01M8/04007;H01M8/1007;H01M8/2457;H01M8/2465
• 代理公司: 成都超凡明遠知識產權代理有限公司 51258
• 代理人: 魏彥;洪玉姬

1.一種平面SOFC電池單元(1010，3010，4010)，包括：

平面的隔板(1100)，其被形成為電池室(1120，1400)；

平面固體氧化物燃料電池(2000，2100，2200)，其被支撐在所述電池室內，被配置為在SOFC工作溫度下工作時產生電化學能量；

平面的陽極流板(1200)，其與所述平面的隔板(1100)相鄰設置并與所述平面固體氧化物燃料電池(2000，2100，2200)的陽極表面(2020)相對，其中所述平面的陽極流板的平面在所述電池室的第一開口端上方延伸；

平面的陰極流板(1300)，其與所述平面的隔板(1100)相鄰設置并與所述平面固體氧化物燃料電池(2000，2100，2200)的陰極表面(2040)相對，其中所述平面的陰極流板的平面在所述電池室的第二開口端上方延伸；

其中所述平面的隔板和所述平面的陰極流板彼此導熱耦合，并且所述平面的隔板和所述平面的陰極流板一起形成第一固體體積的板材料；

其中所述第一固體體積的板材料包括一種或多種材料，每種材料的導熱系數為100W/mK或更大；并且

其中所述第一固體體積的板材料包括足夠的熱質量，以將所述第一固體體積的板材料保持在低于所述SOFC工作溫度的恒定的溫度。

2.根據權利要求1所述的平面SOFC電池單元，其中所述第一固體體積的板材料包括足夠的熱質量，以在600至1200℃的SOFC工作溫度范圍內將所述第一固體體積的板材料保持在1000℃或更低。

3.根據權利要求2所述的平面SOFC電池單元，其中所述第一固體體積的板材料包括導熱系數為330W/mK或更大的銅。

4.根據權利要求1所述的平面SOFC電池單元，其中所述第一固體體積的板材料包括足夠的熱質量，以在350至550℃的SOFC工作溫度范圍內將所述第一固體體積的板材料保持在500℃或更低。

5.根據權利要求4所述的平面SOFC電池單元，其中所述第一固體體積的板材料包括導熱系數為165W/mK或更大的鋁。

6.根據權利要求1所述的平面SOFC電池單元，其中所述平面固體氧化物燃料電池包括夾在平面固體陽極電極層(2020)和平面固體陰極電極層(2040)之間的平面固體電解質層(2010)。

7.根據權利要求1所述的平面SOFC電池單元，其中所述平面固體氧化物燃料電池(2000)被柔性地支撐在所述電池單元內部。

8.根據權利要求1所述的平面SOFC電池單元，其中所述電池室包括：

陽極氣體進給室(1420)，其由所述平面固體氧化物燃料電池支撐的陽極電解質表面層和所述平面的陽極流板的表面界定；

陰極氣體進給室(1430)，其由所述平面固體氧化物燃料電池支撐的陰極電解質表面層和所述平面的陰極流板的表面界定；

陽極氣體入口通道(1220)，其從陽極氣體歧管(1620)延伸，用于將陽極氣流輸送到所述陽極氣體進給室中；

陰極氣體入口通道(1320)，其從陰極氣體歧管(1620)延伸，用于將陰極氣流輸送到所述陰極氣體進給室中；

陽極氣體出口通路(1230)，其從所述陽極氣體進給室延伸到排氣歧管(1650)，用于從所述陽極氣體進給室移除所述陽極氣流；

陰極氣體出口通路(1330)，其從所述陰極氣體進給室延伸到所述排氣歧管(1650)，用于從所述陰極氣體進給室移除所述陰極氣流；

其中所述陽極氣體入口通道、所述陽極氣體歧管、所述陽極氣體出口通路、所述陰極氣體 入口通道、所述陰極氣體歧管、所述陰極氣體出口通路和所述排氣歧管中的每一個都穿過所述第一固體體積的板材料和所述平面的陽極流板。